CN102430820A - 一种外螺纹数控铣削加工方法 - Google Patents
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Abstract
一种外螺纹数控铣削加工方法，其具体的步骤为首先将零件固定在三轴铣床上，然后对零件进行外螺纹加工，其特征在于：所述的外螺纹加工过程中零件固定不动，螺纹铣刀沿着螺纹中心旋转，且螺纹铣刀与零件作上下相对运动；其优点在于：该铣削加工方法为零件固定不动，减少了机床运动负荷，提高了零件定位和螺纹精度，同时可靠性高、加工简单、灵活方便，而且该方法是利用现有设备，减少了投入资金。
Description
技术领域
本发明涉及区域螺纹机械加工领域，特别提供了一种外螺纹数控铣削加工方法。
背景技术
传统的外螺纹加工方法主要为采用螺纹车刀车削、挤压成型、板牙及套扣。车削螺纹是工件每转一转，机床的传动链保证车刀沿工件轴向准确而均匀地移动一个导程，车削方法适合对称旋转工件的螺纹加工，若零件为非对称结构，在高速旋转中，零件的重心与旋转中心不一致，容易造成零件不平衡而产生震动，导致螺纹精度下降，而且同一把螺纹车刀只能加工同一旋向的螺纹；挤压成型加工是一种用成型模具使工件产生塑性变形以获得螺纹的加工方法，该方法需要专用设备；而板牙和套扣均属于手动加工方法，由于切削速度较低及切削较困难，要想获得很好的表面光洁度和螺纹精度相当困难。
航空螺纹零件通常采用特种合金(钛、镍、钼)和复合材料，以达到防锈、耐酸和高强度的目的，属于型体复杂难切削材料，传统的外螺纹加工方法，很容易发生螺纹刀具断裂现象，会导致零件报废或者进行昂贵的再加工，工艺安全性较低，这就需要一种既高效且工艺的安全性较高的螺纹加工方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种外螺纹数控铣削加工方法，解决了加工非对称结构零件时，螺纹精度低，光洁度差，螺纹刀具易断裂的问题。
本发明提供的外螺纹数控铣削加工方法，主要通过3轴数控铣床的螺旋插补运动来实现的。机床3条轴同时做运动，螺纹铣刀内向进刀至螺纹深度为止，然后在360度螺旋进刀过程的同时，沿螺纹光杆方向抬高一个导程，即可完成螺纹铣削。
本发明提供的外螺纹数控铣削加工方法，其具体的步骤为首先将零件固定在三轴铣床上，然后对零件进行外螺纹加工，其特征在于：所述的外螺纹加工过程中零件固定不动，螺纹铣刀沿着螺纹中心旋转，且螺纹铣刀与零件作上下相对运动，其中，所述的螺纹铣刀与零件作上下相对运动为螺纹铣刀作上下运动。在本发明中，即使零件的结构不对称，但由于在加工过程中零件是固定不动的，只是螺纹铣刀运动，因此避免了以往车床加工时存在的零件旋转的震动问题，提高了螺纹的精度。
此外，本发明中螺纹铣刀是逐渐切入材料的，它产生的切削力较小很少会出现断刀，另外螺纹铣刀的切削速度快，其加工线速度可达到80～200m/min，细碎的切削铁屑能被高速冷却液轻松冲出工件，而不会划伤已加工面；由于螺纹铣刀是靠螺旋插补来保证精确度的，所以只需要调整一下程序中的刀补值就能轻松获得所需的高精度螺纹；这些特点能够保证螺纹良好的切削性能和优异的表面质量以及尺寸精度。
本发明提供的外螺纹数控铣削加工方法，利用任何三轴铣床均可实现，可以节约专用设备的资金投入；本发明提供的方法能够实现同一把螺纹铣刀仅仅通过修改刀具半径补偿值，将螺纹加工到任意公差带，从而实现加工不同直径相同导程的外螺纹。外螺纹数控铣削使用灵活，可以适用多种工况。可以用同一把螺纹铣刀加工左旋螺纹，也可以加工右旋螺纹，只要改变螺纹铣刀的旋转方向和圆周运动方向即可。
本发明提供的外螺纹数控铣削加工方法，其优点在于：该铣削加工方法为零件固定不动，减少了机床运动负荷，提高了零件定位和螺纹精度，同时可靠性高、加工简单、灵活方便、节约时间，而且节省了通常车床加工所用的特殊夹具的制造成本，减少了投入资金。
具体实施方式
实施例1
首先将零件A固定在三轴铣床上，其中零件的材料为钛合金，零件的螺纹下方为不规则的非圆结构，根据加工要求中外螺纹的底径d1和螺纹铣刀直径D，计算螺纹铣刀中心轨迹半径为A＝(d1+D)/2，刀具停留点放在螺纹外的任意点，以螺纹光杆的上表面圆心为原点(0，0，0)，以机床的X轴为X轴，以机床的Y轴为Y轴，螺纹光杆的中心轴为z轴，建立直角坐标系。螺纹铣刀起始点为(3A/2，A/2，-L-p/8)，其中，L为螺纹长度，p为螺纹导程；然后以1/4圆弧旋转进刀，并沿z轴方向抬高p/8距离，待螺纹铣刀切入零件后，螺纹铣刀以原点为圆心进行360°圆周顺时针螺旋铣削加工，当螺纹铣刀沿z轴方向抬高一个导程p后，再做1/4圆弧螺旋退刀，并沿z轴方向抬高p/8，其中，整个螺纹铣削过程零件固定不动，螺纹铣刀的加工线速度为180m/min，至此，各个螺纹铣削加工完成。其中每个零件找正耗时0.5小时，加工耗时5分钟，废品率为2％。
对比例1
用传统的车削螺纹加工方法加工零件A，首先将零件A放置在车削机床上用夹具固定，然后进行零件A转动，刀具只做给进运动的方式进行加工，直至零件加工完成。其中，每个零件找正耗时1小时，加工耗时10分钟，废品率为15％。
实施例2
加工零件B，其材料为钼合金，具体的加工过程与实施例1中的一样，最终加工完成零件B，其中每个零件加工耗时30分钟，废品率为5％。
对比例2
加工零件B，其材料为钼合金，采用传统的车削螺纹和手工扳牙加工方法，加工完成零件B，其中每个零件加工耗时80分钟，废品率为25％。
由以上的实施例与对比例可知，与传统的车削螺纹和手工扳牙加工方法相比，外螺纹数控铣削加工方法提高了零件加工精度，降低了零件废品率，降低了加工成本。
Claims (2)
1.一种外螺纹数控铣削加工方法，其具体的步骤为首先将零件固定在三轴铣床上，然后对零件进行外螺纹加工，其特征在于：所述的外螺纹加工过程中零件固定不动，螺纹铣刀沿着螺纹中心旋转，且螺纹铣刀与零件作上下相对运动。
2.按照权利要求1所述的外螺纹数控铣削加工方法，其特征在于：所述的螺纹铣刀与零件作上下相对运动为螺纹铣刀作上下运动。
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